【正文】 1 摘要 果汁廢水主要來自沖洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐裝工段的洗瓶、滅菌、破瓶損耗和地面沖洗等環(huán)節(jié)。廢水中含有較高濃度的糖類、果膠、果渣及水溶物和纖維素、果酸、單寧、礦物鹽等。果汁廢水中含有的糖類主要為果糖、葡萄糖、蔗糖，三者所占的比例為 2： 1：，不同的生產工藝階段，所產生的廢水 具有不同的特點，即使在同一階段，廢水水質也因產品不同而差異較大 本文介紹了有關 UASB+SBR 的處理流程和設計的計算、調節(jié)池、 UASB 池、 SBR 池、污泥濃縮池等進行了精細的設計和計算。并對主要構筑物 UASB 池、 SBR 池做了詳細的說明。 UASB+SBR 處理高濃度有機廢水，其關鍵是培養(yǎng)出沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。采用此工藝，不但使處理流程簡潔，也節(jié)省了運行費用，在降低廢水濃度的同時，還可以回收在處理過程中所產沼氣作為能源的利用。以便我為進一步探討效益資源型處理技術提供借鑒。 關鍵字 ： 高濃度廢水 廢水處理 UASB SBR 沼氣回收 2 第一章 概述 一．果汁廢水特點 果汁廢水構成 企業(yè)廢水組成較為復雜，一般都有十多種廢水需要處理，他們是：洗果排放水、 設備清洗廢水、消毒清洗廢水、果汁冷凝水、設備冷卻水、空調冷卻水、設備外部清洗水、地面清洗水及其他排放廢水。 主要廢水水質描述 ⑴、生產廢水總排放池出口水質濃度，隨企業(yè)的設備、工藝、管理的差異排水水質有較大波動。 (2)、生產設備清洗廢水：清洗廢水周期性集中排水，對污水處理設施有較大沖擊，一般需將清洗設備的高濃度酸堿水、消毒水等先做預處理（中和），然后再排入污水處理系統(tǒng)。 ⑶、超濾反沖產生的濃廢水（鍋底水）：其中固形物占 58%，每天排放約 2535t， COD 濃度 6000080000mg/L,個別情 況達到 10 萬 mg/L以上。需單獨預處理后出水再可引入污水站系統(tǒng)，進行集中處理。 ⑷、消毒廢水：設備清洗后需要消毒，消毒廢水若直接排入污水處理系統(tǒng)，因其含有殺菌劑，將抑制生化過程的進行，導致微生物不能存活，所以這部分廢水在直接排入生化系統(tǒng)前，需要在調節(jié)池中進行專門的處理，以保證系統(tǒng)正常運行。 ⑸、果汁冷凝水：該水為稀果汁濃縮單元產生的廢水，水量較大，清澈透明，一般認為無污染，但分析證實該水 COD 為 20212500 mg/L，感官雖好，但污染較重。處理工藝只能用厭氧、好氧兩級工藝。 ⑹、洗果排放水：該部分廢 水排放量及排放水質各企業(yè)差別較大，就目前各企業(yè)的排放情況來看，此部分廢水懸浮物很大、含泥量很高，必須經過預處理方能保證后續(xù)水處理設施的正常運行。 3 有機物濃度 有機物濃度高，一般情況下 COD6000mg/L，BOD4000mg/L SS（懸浮物） 含有大量的果渣、果肉、果屑等物質，一般情況下 SS4000mg/L 黏性 含有果膠等膠體，廢水黏性大 水質、水量變化 由于加工品種及產量經常變化，導致排放不均勻、水 質水量變化大， COD 變化值高時可達20213000mg/L， SS變化值可達 10002021mg/L。 PH 果汁廢水中含有大量果酸，因此 PH 較低，最低時可達 左右 營養(yǎng)元素 營養(yǎng)成分單一， C:N 較高，缺乏氮、磷元素 水溫 2025 攝氏度 二．研究背景與意義 水是生命之源，是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，是不可替代的寶貴資源。 我國 卻 是一個水資源十分短缺的國家，人均水資源 占有量僅 為 世界平均水 平的四分之一 ，嚴重制約著我國社會主義經濟的發(fā)展。經濟的騰飛是以環(huán)境的代價為前提的。隨著近代我國社會主義經濟的騰飛，社會主義工業(yè)呈現飛速發(fā)展，水資源污染尤其是工業(yè)廢水污染也嚴重惡化。工業(yè)廢水的污染以其污染大、污染物濃度高、廢水排放量大、廢水中含有多種有毒有害物質、廢水成分復雜以及水量變化大等特點而成為目前我們所面臨的主要問題。 果汁廢水主要來自沖洗水果、粉碎、榨汁等工序，罐裝工段的洗瓶、滅菌、破瓶損耗和地面沖洗等環(huán)節(jié) 。 廢水中含有較高濃度的糖類、果膠、果渣及水溶物和纖維素、果酸、單寧、礦物鹽等果汁 廢水的水質和水 量在不同季節(jié)有一定差別，處于高峰流量時的 果汁 廢水，有機物含量也處于高峰。鑒于 果汁 廢水自身的特性， 果汁 廢水不能直接排4 入水體， 因此果汁廢水的處理是工業(yè)廢水處理中重要的一個方面。 三．本設計工程概況 表 廢水水質及排放標準 項目 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) pH 原水 12021 8000 8000 5～ 12 排放標準 ≤ 100 ≤ 30 ≤ 70 6～ 9 5 第二章 工藝路線的確定及選擇依據 處理方法比較 果汁廢水中大量的污染物是溶解性的糖 類、果酸，這些物質具有良好的生物可降解性，處理方法主要是生物氧化法。有以下幾種常用方法處理。 （一）好氧處理工藝 高濃度有機廢水處理主要采用好氧處理工藝，主要由普通活性污泥法、生物 濾池法、接觸氧化法和 SBR 法。傳統(tǒng)的活性污泥法由于產泥量大，脫氮除磷能力差，操作技術要求嚴，目前已被其他工藝代替。近年來， SBR 和氧化溝工藝得到了很大程度的發(fā)展和應用。 SBR工藝具有以下優(yōu)點：運行方式靈活，脫氮除磷效果好，工藝簡單，自動化程度高，節(jié)省費用，反應推動力大，能有效防止絲狀菌的膨脹。 CASS 工藝 (循環(huán)式活性污泥 法 )是對 SBR 方法的改進。該工藝簡單，占地面積小，投資較低；有機物去除率高，出水水質好，具有脫氮除磷的功能，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹，運行費用省。 （二）水解 — 好氧處理工藝 水解酸化可以使廢水中的大分子難降解有機物轉變成為小分子易降解的有機物，出水的可生化性能得到改善，這使得好氧處理單元的停留時間小于傳統(tǒng)的工藝。與此同時，懸浮物質被水解為可溶性物質，使污泥得到處理。水解反應工藝式一種預處理工藝，其后面可以采用各種好氧工藝，如活性污泥法、接觸氧化法、氧化溝和 SBR 等。廢水經水解酸化后進行接觸氧化處理，具有顯 著的節(jié)能效果，COD/BOD 值增大，廢水的可生化性增加，可充分發(fā)揮后續(xù)好氧生物處理的作用，提高生物處理廢水的效率。因此，比完全好氧處理經濟一些。 （三）厭氧 — 好氧聯(lián)合處理技術 厭氧處理技術是一種有效去除有機污染物并使其碳化的技術，它將有機化合物轉變?yōu)榧淄楹投趸?。對處理中高濃度的廢水，厭氧比好氧處理不僅運轉費用低，而且可回收沼氣；所需反應器體積更??；能耗低，約為好氧處理工藝的 10%～ 15%；產泥量少，約為好氧處理的10%～ 15%；對營養(yǎng)物需求低；既可應用于小規(guī)模，也可應用大規(guī)模。 厭氧法的缺點式不能去除 氮、磷，出水往往不達標，因此常常需對厭氧處理后的廢水進一步用好氧的方法進行處理，使出水達標。 6 常用的厭氧反應器有 UASB、 AF、 FASB 等， UASB 反應器與其他反應器相比有以下優(yōu)點： ①沉降性能良好，不設沉淀池，無需污泥回流 ②不填載體，構造簡單節(jié)省造價 ③由于消化產氣作用，污泥上浮造成一定的攪拌，因而不設攪拌設備 ④污泥濃度和有機負荷高，停留時間短 同時，由于大幅度減少了進入好氧處理階段的有機物量，因此降低了好氧處理階段的曝氣能耗和剩余污泥產量，從而使整個廢水處理過程的費用大幅度減少。 （四）不同處理系統(tǒng) 的技術經濟分析 不同處理方法的技術、經濟特點比較，見表 11。 表 11 不同處理方法的技術、經濟特點比較 處理方法 主要技術、經濟特點 好 氧 工 藝 生物接觸氧化法 采用兩級接觸氧化工藝，可防止高糖含量廢水引起污泥膨脹現象；但需要填料過大，不便于運輸和裝填，且污泥排放量大 氧化溝 工藝簡單，運行管理方便，出水水質好，但污泥濃度高，污水停留時間長，基建投資大，曝氣效率低，對環(huán)境溫度要求高 SBR 法 占地面積小，機械設備少，運行費用低，操作簡單，自動化程度高；但還需曝氣能耗，污泥產量大。 厭 氧 好氧 工藝 水解 — 好氧技術 節(jié)能效果顯著，且 BOD/COD 值增大，廢水的可生化性能增加，可縮短總水力停留時間，提高處理效率，剩余污泥量少 UASB— 好氧技術 技術上先進可行，投資小，運行成本低，效果好，可回收能源，產出顆粒污泥產品，由一定收益；操作要求嚴 從表中可以看出厭氧 — 好氧聯(lián)合處理在啤酒廢水處理方面有較大優(yōu)點，故果汁廢水厭氧 — 好氧處理技術是最好的選擇。 7 沼氣排泥壓濾間污泥濃縮池排水SBR UASB 沉淀池調節(jié)池集水池格柵進水 果汁廢水先經過中格柵去除大雜質后進入集水池，用污水泵將廢水提升至調節(jié) 池，在調節(jié)池進行水質水量的調節(jié)。進入調節(jié)池前，根據在線 PH 計的 PH 值用計量泵將堿性水送入調節(jié)池，調節(jié)池的 PH 值在 ～ 之間。調節(jié)池中出來的水用泵連續(xù)送入混凝沉淀池，在混凝沉淀池中進行混凝，然后用水泵將水送入 UASB 反應器進行厭氧消化，降低有機物濃度。厭氧處理過程中產生的沼氣被收集到沼氣柜。UASB 反應器內的污水流入 SBR 池中進行好氧處理，而后達標出水。來自，調節(jié)池，混凝沉淀池， UASB 反應器、 SBR 反應池的剩余污泥先收集到集泥井，在由污泥提升泵提升到污泥濃縮池內被濃縮，濃縮后進入污泥脫水機房，進一步 降低污泥的含水率，實現污泥的減量化。污泥脫水后形成泥餅，裝車外運處置。 8 第三章 設計原則及設計規(guī)范 一、設計原則 執(zhí)行國家環(huán)境保護的政策，符合國家和地方有關的法規(guī)、規(guī)范及標準，污水經處理后達標排放。 根據企業(yè)規(guī)劃和實際情況，力求做到系統(tǒng)布局合理，節(jié)省投資，又便于運行管理，充分發(fā)揮工程投資效益 . 采用高效、節(jié)能、先進、可靠的污水處理新工藝、新技術，實現污水處理站的低耗高效。 在已建成相同類型處理站的基礎上進行優(yōu)化，盡可能降低投資和運行費用。 操作管理方便，操作人員的勞動強度低 。 污水處理系統(tǒng)適合生產性變化。 二、設計規(guī)范和標準 《室外排水設計規(guī)范》 GB501012021 《污水綜合排放標準》 GB89781996 《給水排水工程結構設計規(guī)范》 GB 500069－ 2021 國家現行的建設項目環(huán)境保護法規(guī)、條例； 其他有關設計規(guī)范 9 設計計算書 一、 預計處理效果 表 廢水水質及排放標準 項目 CODCr(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L) pH 原水 12021 8000 8000 5～ 12 排放標 準 ≤ 100 ≤ 30 ≤ 70 6～ 9 二、 工藝流程圖 沼氣排泥壓濾間污泥濃縮池排水SBR UASB 沉淀池調節(jié)池集水池格柵進水 10 第一節(jié) 格柵的設計計算 一 、 設計說明 格柵由一組平行的金屬柵條或篩網制成，安裝在廢水渠道的進口處，用于截留較大的懸浮物或漂浮物，主要對水泵起保護作用，另 外可減輕后續(xù)構筑物的處 理負荷。 二、設計參數 取中格柵；柵條間隙 d=10mm； 柵前水深 h=；過柵流速 v=； 安裝傾角α =45176。；設計流量 Q=2500m3/d=三 、 設計計算 H1 hh 2h 1h 1hHB1B11B1500 10 00 2H 1tg圖2 .1 格柵 設計計算草圖 （一）柵條間隙數 (n) max sinQan bhv= 式中： Q 設計流量， m3/s α 格柵傾角，度 b 柵條間隙， m h 柵 前水深， m 11 v 過柵流速， m/s n = 取 n=11 條 （二）柵槽有效寬度 (B) 設計采用φ 20 圓鋼為柵條 ,即 s= B=S(n1)+en 式中： S 格條寬度， m n 格柵 間隙數 b 柵條間隙， m B=( 111)+ 11 = （三）進水渠道漸寬部分長度 (l1) 設進水渠道內流 速為 ,則進水渠道寬 B1=, 漸寬部